海上油田籠統注水層間干擾影響室內實驗研究

2019-12-02 01:25:01闞亮王成勝敖文君田津杰周文勝劉晨

當代化工 2019年10期

闞亮王成勝敖文君田津杰周文勝劉晨

摘? ? ? 要：針對海上油田籠統注水開發條件下產生的層間干擾問題，開展了室內物理模擬實驗研究。研究中采用30 cm×30 cm×4.5 cm的三維平板物理模型，對比籠統注水和分層注水的開發效果，并利用巖心內置的微電極對實驗過程中巖心含油飽和度變化進行監測。研究結果表明，分層注水開發條件下的低滲層、中滲層、高滲層吸水量分別為0.42、0.44、0.53 PV，吸水量比值接近1∶1∶1.2，各滲透率層得到了有效開發，動用貢獻率分別是22.50%、27.35%、50.15%，采出程度分別是7.11%、7.82%、10.94%，總體開發采收率為25.87%。籠統注水開發條件下，三個儲層滲透率的差異帶來的層間干擾影響相對嚴重，尤其是油井見水后，高滲透率儲層吸水量逐漸增大，對中低滲透率儲層吸水量的影響也逐漸增大，最終低滲層、中滲層、高滲層吸水量分別為0.02、0.28、0.80 PV，高滲層吸水量相對低滲層吸水量的比值高達40∶1，各滲透率層動用貢獻率分別是1.19%、30.46%、68.35%，采出程度分別是1.83%、6.82%、11.16%，總體開發采收率為19.81%，較分層注水開發低了6.06個百分點，可見采用籠統注水方式中、低滲透率層開發程度有限，尤其是低滲透率層，未形成有效的水驅波及范圍，導致動用程度相對較低。

關? 鍵? 詞：含油飽和度;籠統注水;分層注水;層間干擾

中圖分類號：TE 53? ? ? ?文獻標識碼： A? ? ? ?文章編號： 1671-0460（2019）10-2227-04

Abstract： In order to solve the interlayer interference problem caused by general water injection in offshore oilfields， laboratory physical simulation experiments were carried out. In this study， a 30 cm×30 cm×4.5 cm three-dimensional plate physical model was used to compare the development effect of general water injection and stratified water injection， and the changes of oil saturation in the core during the experiment were monitored by using the built-in microelectrodes. The results showed that the water absorption of low permeability layer， middle permeability layer and high permeability layer was 0.42， 0.44 and 0.53 PV， respectively;and the water absorption ratio was close to 1∶1∶1.2. The layers with different permeability have been effectively developed. The contribution rates of production were 22.50%， 27.35%， 50.15%， and the recovery degrees were 7.11%， 7.82%， 10.94%， respectively. The overall development recovery factor was 25.87%. Under general water injection development conditions， the interlayer interference caused by the difference of permeability of three reservoirs was relatively serious. Especially after water breakthrough of oil wells， the water absorption of high permeability reservoirs increased gradually， and the water absorption of medium and low permeability reservoirs also increased gradually. Finally， the water absorption rates of low permeability， medium permeability and high permeability reservoirs were 0.02 and 0. 28， 0.80 PV， the ratio of water absorption of high permeability layer to water absorption of low permeability layer was as high as 40∶1， the contribution rate of each permeability layer was 1.19%， 30.46%， 68.35%， the recovery degrees were 1.83%， 6.82%， 11.16%， and the overall development recovery rate was 19.81%， which was 6.06% lower than that of stratified water injection development. The development degree of the medium and low permeability layers was limited， especially the low permeability layers， effective water flooding sweep range was not formed， resulting in relatively low utilization degree.

Key words： Oil saturation; General water injection; Stratified water injection; Interlayer interference

海上油田通常采用大井段多層合采的開發方式，在籠統注水的開發條件下，油藏縱向非均質性導致的層間干擾現象相對嚴重[1-7]。

對于生產過程中所出現的層間干擾問題，石油行業科技工作者們分別從滲流機理、數值模擬、室內巖心驅油實驗、礦場試驗等方面進行研究。張士奇對氣井中發生層間干擾的條件和層間干擾對試氣資料的影響做了研宄[8]。王峙博等通過數值模擬和正交試驗，得出平均滲透率是層間干擾對采收率影響最大的參數，其次是壓差、黏度、井距和滲透率級差[9]。鮮波等利用數值模擬方法和單因素、正交因素分析方法得到當油藏上下部儲層滲透率級差在0.73～1.5時，各層能較為均衡地出油[10]。牛彩云等研究發現對于低滲透油田，滲透率級差引起的層間干擾相對較小，主要取決于層間壓差[11]。黃世軍等通過物理模擬實驗得到普通稠油油藏多層合采過程中層間干擾現象普遍存在，合采時中高含水期（含水率大于60%）層間干擾對產油的抑制作用加劇，儲集層縱向滲透率的差異是影響層間干擾最主要的因素，可用儲集層基準滲透率、滲透率級差和滲透率偏差綜合描述[12]。但是，在室內同時考慮縱向和平面流場下的籠統注水層間干擾現象鮮有研究，本文利用三維平板巖心，對比研究籠統注水與分層注水的開發效果，并利用巖心內置的微電極對實驗過程中巖心含油飽和度變化進行監測。

1? 實驗部分

1.1? 實驗條件

（1）三維平板均質模型，滲透率分別為：

1 000×10-3、2 000×10-3、5 000×10-3 μm2，尺寸為30 cm×30 cm×4.5 cm，采用反九點井網的1/4即一注三采的布井方式，飽和度電極按6×6網格布置。模型實物圖見圖1，微電極分布示意圖見圖2。

（2）實驗用水：巖心飽和地層水和驅替用水采用室內配制的模擬水，礦化度分別為6 071、9 374 mg/L;

（3）實驗用油：室內模擬油，55 ℃條件下黏度為70 mPa·s;

（4）實驗溫度：55 ℃。

1.2? 實驗方案

實驗方案見表1。

如圖3所示，利用三維平板模型，分別進行籠統注水和分層注水室內物理模擬實驗，實驗過程中計量產出油水量并監測壓力、含油飽和度的變化，后對實驗數據進行分析。

2? 實驗結果及分析

2.1? 開發效果

按照表1所示方案，方案1-3和方案4分別采用分層注水和籠統注水的方式開發一個井控區塊，開發效果對比見表2和圖4-9。

由表2和圖4- 9可見，分層注水和籠統注水開采方式所用模型采出井均在注入量未達到0.1 PV時開始見水，由于油水黏度比值高，驅替過程中指進現象嚴重。見水后，含水率迅速上升，在含水率達到80%以后，含水率上升速度減緩，含水率曲線和采出程度曲線趨于平緩。方案1- 4的注入平穩壓力分別為：59.85、8.91、4.22、6.10 kPa。

無論采用分層注水方式開采還是采用籠統注水方式開采，油井見水后，含水率曲線呈快速上升趨勢，而當含水率達到80%左右時，分層注水方式開發條件下的含水率曲線上升幅度要明顯小于籠統注水方式開發條件下的含水率曲線上升幅度，這主要是由于籠統注水開發條件下，三個儲層滲透率的差異帶來的層間干擾影響相對嚴重，尤其是油井見水后，高滲透率儲層吸水量逐漸增大，對中低滲透率儲層吸水量的影響也逐漸增大，最終低滲層、中滲層、高滲層吸水量分別為0.02、0.28、0.80 PV，低滲層吸水量相對高滲層吸水量的比值達1∶40，采出程度為1.83%，可見低滲層幾乎未得到有效動用，中滲層吸水量相對高滲層吸水量比值接近1∶3，采出程度為6.82%，高滲層采出程度為11.16%。分層注水開發條件下的低滲層、中滲層、高滲層吸水量分別為0.42、0.44、0.53P V，吸水量比值接近1∶1∶1.2，各滲透率層得到了有效開發，采出程度分別是7.11%、7.82%、10.94%，其中低滲層、中滲層采出程度較籠統注水開發條件下低滲層、中滲層的采出程度分別高了5.28、1個百分點，而高滲層采出程度較籠統注水開發條件下高滲層的采出程度低了0.22個百分點。

這說明分層注水開發條件下，層間干擾現象得到了控制，中、低滲透率層進行了有效的開發，而籠統注水開發條件下，由于層間干擾現象相對嚴重，高滲層吸水量相對較大，整個高滲層進行了“強水洗”，所以采出程度略高于分層注水開發方式下高滲層的采出程度，也正是由于籠統注水開發條件下這樣嚴重的層間干擾現象，導致整體開發采收率低于分層注水開發最終采收率。總體來看，采用分層注水方式開發最終采收率為25.87%，采用籠統注水方式開發最終采收率為19.81%，較分層注水開發低了6.06個百分點。

2.2? 含油飽和度變化

含油飽和度分布圖見表3和圖10-11。

為了分析不同階段的剩余油的動用情況，定義動用貢獻率R1和剩余油比例R2如下：

由表3和圖10-11可見，在層內均質條件下，水驅后剩余油主要分布在邊井和角井之間區域，分層注水開發后低、中、高滲透率層水驅波及區域剩余油飽和度為63.73%、61.23%、49.48%，動用貢獻率分別為22.50%、27.35%、50.15%，可見中、低滲透率層得到了一定程度的動用。籠統注水開發后低、中、高滲透率層水驅波及區域剩余油飽和度為74.28%、63.97%、50.62%，動用貢獻率為1.19%、30.46%、68.35%。可見籠統注水開發條件下，中、低滲透率層開發程度有限，尤其是低滲透率層，未形成有效的水驅波及范圍，導致動用程度相對較低。

3? 結論

（1）采用分層注水方式開發最終采收率為25.87%，采用籠統注水方式19.81%，較分層注水開發低了6.06個百分點。

（2）在層內均質條件下，邊井和角井之間區域在水驅后具有剩余油富集分布區。

（3）分層注水開發后各滲透率層均得到了一定程度的動用，而籠統注水開發后，中、低滲透率層開發程度有限，尤其是低滲透率層，未形成有效的水驅波及范圍，導致動用程度相對較低。

參考文獻：

[1]李冰. 提高薄差油層動用厚度的實踐與認識[J]. 科學技術與工程，2011，11（18）：4186-4189.

[2]馬良帥，喻高明.聚合物驅剩余油油層挖潛措施研究[J].當代化工. 2019，48（02）：372-375.

[3]朱麗紅，杜慶龍，姜雪巖，等. 陸相多層砂巖油藏特高含水期三大矛盾特征及對策[J] .石油學報， 2015， 36（2）：210-215.

[4]于會利，汪衛國，榮娜，等. 勝坨油田不同含水期層間干擾規律[J] .油氣地質與采收率， 2006， 13（4）： 71-73.

[5]李波，羅憲波，劉英，等. 判斷層間非均質性的新方法[J]. 中國海上油氣， 2007， 19（2）： 93-95.

[6]莫建武，孫衛，楊希濮，等. 嚴重層間非均質油藏水驅效果及影響因素研究[J].西北大學學報（自然科學版）.2011， 41（1）： 113-118.

[7]周守為. 海上稠油高效開發新模式研究及應用[J]. 西南石油大學學報， 2007， 29（5）：1-4.